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c#基礎(chǔ)系列1---深入理解 值類型和引用類型

c#基礎(chǔ)系列2---深入理解 String

引言

在上篇文章深入理解值類型和引用類型的時候，有的小伙伴就推薦說一說ref和out 關(guān)鍵字，昨天晚上徹夜難眠在想是否要談一下呢，因?yàn)榭烧劦牟皇翘啵部赡苁俏依斫獾牟粔蛏羁獭?/p>

C#有兩種參數(shù)傳遞方式：傳值和引用，傳值就是變量的值，而引用則是傳遞的變量的地址；

本文中說的Ref和Out都是引用傳遞，Ref的重點(diǎn)是把值傳給調(diào)用方法，Out則是得到調(diào)用方法的值，類似于有返回類型的方法返回的值；

在使用兩者時一定要注意一下兩點(diǎn)，否則編譯出現(xiàn)錯誤

a) ref 變量使用前要先聲明同時要賦值 a=20；

b)方法調(diào)用參數(shù)要加上相應(yīng)的關(guān)鍵字 ref or out;

應(yīng)用場景

out

• 修飾函數(shù)參數(shù)，以傳遞引用的方式向函數(shù)傳遞參數(shù)。
• out 關(guān)鍵字也可與泛型類型參數(shù)結(jié)合使用，以指定該類型參數(shù)是協(xié)變參數(shù)

ref

• 修飾函數(shù)參數(shù)，以傳遞引用的方式向函數(shù)傳遞參數(shù)。
• 在方法簽名中，按引用將值返回給調(diào)用方。此功能在c# 7.0中新加。即：引用返回值。例如：

 static ref int GetUserId(int[] allUserid)
 {  
  return ref allUserid[1];
 }

• 修飾局部變量。（c#7.0新增）

 int x = 3;
 ref int x1 = ref x; //注意這里,我們通過ref關(guān)鍵字 把x賦給了x1
 x1 = 2;
 Console.WriteLine($"改變后的變量 {nameof(x)} 值為: {x}");

運(yùn)行結(jié)果為 2

• 在struct聲明中聲明 ref struct 或 ref readonly struct，來實(shí)現(xiàn)值類型的引用語義（c#7.2新增，此處不做討論）

相同之處

ref 和out都可以修飾函數(shù)的參數(shù)，指示參數(shù)是以引用方式傳遞的。

ref和out在c#編譯器下生成的IL代碼是相同的。生成的元數(shù)據(jù)是幾乎相同的。有的網(wǎng)絡(luò)文章說元數(shù)據(jù)也是一模一樣的其實(shí)是錯誤的。元數(shù)據(jù)中其實(shí)是有一位來標(biāo)志是ref還是out的，僅僅是一個bit的不同。要不然你以為程序執(zhí)行時怎么區(qū)分是ref還是out的呢^ ~ ^

用ref或者out修飾的函數(shù)參數(shù)不能設(shè)置默認(rèn)值。因?yàn)闆]有辦法為這些參數(shù)傳遞一個有意義的默認(rèn)值。

如果一個函數(shù)的參數(shù)用ref或者out所修飾，那這個函數(shù)的調(diào)用者傳遞的參數(shù)類型必須和函數(shù)定義的相同（繼承關(guān)系的也不行）。下列的代碼是編譯不通過的

 static void Main(string[] args)
   {
    MyClass c = new MyClass();
    //以下語句編譯報錯的
    Testref(out c);
    Console.Read();
   }  
   static void Testref(out object c1)
   {
    c1 = new object();
   }
   
   class MyClass
   {
    public int Id { get; set; }
   }

不同之處

編譯之后的元數(shù)據(jù)有一個bit的差別，上邊已經(jīng)提及，此處不過多闡述。

對于方法的重載，c#編譯器是不允許只有ref和out區(qū)別的重載方法。以下方法的重載形式是不允許的。

 void test(ref int) { }
 void test(out int) { }

ref和out對于c#編譯器表達(dá)的意圖是不一樣的。ref告訴編譯器調(diào)用函數(shù)之前必須初始化；out則反之，調(diào)用函數(shù)之前不必初始化。這其實(shí)也證實(shí)了“ref用于輸入，out用于輸出”的說法是有一點(diǎn)道理的，但是不是完全正確，難道我ref不能用于方法的輸出嗎？呵呵呵

 class Program
  {
   static void Main(string[] args)
   {
    int i = 10;
    Console.WriteLine(i);
    Test(ref i);
    Test(ref i);
    Console.WriteLine(i);
    Console.Read();
   }
   static void Test(ref int i)
   {
    i += 10;
   }
  }

運(yùn)行結(jié)果：

    10
    30

所以我認(rèn)為真正的用法是：

ref是有進(jìn)有出，而out是只出不進(jìn)。

out修飾的函數(shù)變量在被調(diào)用方法中初始化之前是只寫的（不能讀?。?，而且函數(shù)執(zhí)行完之前必須被初始化。以下方法編譯是報錯的，因?yàn)闆]有對out參數(shù)進(jìn)行初始化

 static void Testref(out MyClass c1)
   {
    
   }

ref則是可寫可讀的。

性能

其實(shí)明白了ref和out的基本原理和作用之后，怎么用能提高性能其實(shí)已經(jīng)很明了了。值類型參數(shù)如果比較大，業(yè)務(wù)又沒有復(fù)制修改的需求，當(dāng)然以引用方式會比較合理。至于引用類型無特殊需求場景我覺得沒有必要添加ref或者out來畫蛇添足。

其他

ref和out修飾引用類型參數(shù)

有的同學(xué)會問，引用類型參數(shù)本來不就是以引用方式傳遞的嗎，在加ref或者out標(biāo)記有什么意義嗎？ 的確，大多數(shù)情況下引用類型參數(shù)的傳遞沒有必要添加ref或者out來修飾，但是如果方法體內(nèi)我修改了指針的指向的內(nèi)存地址，我們的方法調(diào)用者又需要這個新的內(nèi)存地址呢？ 例如：以下為一個連續(xù)讀取N個文件的需求：

 static void Main(string[] args)
   {
    FileStream fs = new FileStream("新文件地址", FileMode.Open);
    //第一個文件的操作省略
    //接下來連續(xù)讀取N個文件內(nèi)容
    bool isHaveFile = true;
    for (; fs!=null; ReadFile(ref fs, isHaveFile))
    {
     fs.Read(.............);
     //添加判斷是否還有文件可讀
     // isHaveFile = false;
    }
    Console.Read();
   }
   static void ReadFile(ref FileStream fs,bool isHaveFile=true)
   {
    fs.Close();
    if (!isHaveFile) fs = null;
    else
    {
     fs = new FileStream("新文件地址", FileMode.Open);
    }
   }

可見引用類型添加ref或者out 在一些特定場景下是有必要的。

ref和out修飾值類型參數(shù)

為值類型參數(shù)指定ref或者out，效果等同于以傳值的方式傳遞引用類型，也就是說指向類型實(shí)例的指針是復(fù)制操作，實(shí)例的值并沒有發(fā)生復(fù)制操作。

關(guān)于值類型指針

有的同學(xué)會有疑問，值類型變量其實(shí)就是值本身，為什么也會有指針呢?這種問題其實(shí)自己仔細(xì)一想就會知道，無論值類型還是引用類型值都是分配在內(nèi)存中，就會有內(nèi)存地址的概念。既然都有內(nèi)存地址，那就無所謂值類型和引用類型了

c#7.0+

關(guān)于c# 7.0 +中對ref或者out功能的增強(qiáng)請自行查找msdn。

疑問？？？

有人說ref或者out 修飾的引用類型參數(shù)在傳遞時候，指向類型實(shí)例的指針并不發(fā)生copy操作，也就是說調(diào)用方法之前和方法體中的指針的指針是一個，目前本人學(xué)疏才淺并不這么認(rèn)為，是否有大神可以留言指點(diǎn)一二？

以上都是非生產(chǎn)環(huán)境測試結(jié)果，如果錯誤，請及時指正

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對我們的支持。